Welke warmtewisselaar moet ik gebruiken?

Bij warmteterugwinning (WTW) wordt restwarmte uit diverse processen in een bedrijf of een gebouw gebruikt om water of ruimten te verwarmen. Met als resultaat: minder warmteverlies en dus besparing op warmteverbruik en -vermogen. Maar welke warmtewisselaar is het beste?

De vraag naar duurzame warmtevoorzieningen neemt toe. WTW is een van de meest rendabele methoden om de brandstofkosten en het energieverbruik te verlagen en zorgt voor een verlaging van de uitstoot van broeikasgassen en een verminderde afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Bij WTW wordt rest- of afvalwarmte - die vrijkomt bij diverse processen in een bedrijf of een gebouw – door een warmtewisselaar hergebruikt om water of ruimten te verwarmen. Denk bijvoorbeeld aan de warmte van verbrandingsmotoren, elektromotoren, compressiepompen, rookgas en ventilatoren. In dit artikel lees je meer over de 3 meest toegepaste technieken voor WTW: het warmtewiel, het 2 elementen systeem: twin-coil en de platenwisselaar. Bij elke systeem wordt een korte uitleg gegeven over de werking en het rendement. De voor- en nadelen vind je terug in de uitgebreide download waarin 5 soorten warmteterugwinning aan bod komen. Download voor- en nadelen van 5 soorten warmteterugwinning.

Warmtewiel

Een warmtewiel is een continu ronddraaiende rotor die afwisselend door de in- en de uitgaande luchtstroom wordt gevoerd. De rotor is van metaalplaat met holle spaken (kanalen) waar de koude en warme lucht tegengesteld doorheen stroomt. De warme retourlucht stroomt via de onderste helft van het wiel en staat warmte af aan e massa van de rotor. De opgewarmde massa draait naar de bovenste helft van het wiel en staat warmte af aan de massa van de rotor. De opgewarmde massa draait naar de bovenste helft en daar wordt de warmte afgestaan aan de intreelucht. Door op de rotor hygroscopische materialen aan te brengen, kan ook vochtoverdracht plaatsvinden. De rotor onttrekt vocht aan de warme lucht en staat dit weer af aan de droge koude lucht. Door het toerental van het warmtewiel te regelen kan de temperatuur van de toevoerlucht constant worden gehouden. Bijzonder veel variaties in temperatuur en vochtrendementen zijn mogelijk. Het warmtewiel heeft een temperatuur-rendement van ruim 75%.

Twin-coil

Een twin-coil systeem heeft het laagste thermische rendement en bestaat uit 2 warmtewisselaars. De warme lucht wordt door de eerste warmtewisselaar, gevuld met water/glycolmengsel, gevoerd waardoor de warmte aan de 2e warmtewisselaar wordt afgestaan. Het systeem werkt met gescheiden luchtstromen waardoor geen vervuilde lucht in de luchttoevoer terecht komt. Het systeem bestaat uit een koeler met bijbehorende druppelvanger die in de warme afvoerluchtstroom wordt geplaatst en een verwarmingsbatterij die in de toevoerstroom van de luchtbehandelingsinstallatie wordt geplaatst. Tussen deze 2 componenten wordt een leidingsysteem aangelegd met een driewegafsluiter en voor de circulatie voor de warmtedrager een circulatiepomp. Met de driewegafsluiter kan de hoeveelheid van het circulerende water/glycolmengsel geregeld worden. Met een twin-coil systeem wordt alleen voelbare warmte overgedragen.

Platen- of kruisstroomwisselaar

Een platenwisselaar is een kruisstroomwarmtewisselaar. Het principe van de kruisstroomwisselaar lijkt op het twin-coil systeem, maar werkt niet met water. De kruisstroomwisselaar bestaat uit een ruitvormig element van aluminium plaatjes. Afgezogen warmte wordt via dit element afgevoerd en een andere luchtstroom komt via datzelfde element binnen. Ook hier zijn de luchtstromen gescheiden en komt geen vervuilde lucht in de luchttoevoer terecht. Het rendement van deze thermische uitwisseling kan oplopen van 50 tot 90%. Het valt hiermee dan ook onder de EIA (Energie Investerings Aftrek)-regeling.

Conclusie

In de regel is een investering in een warmtewiel het snelste terugverdiend, daarna volgen respectievelijk de platenwisselaar en het twin-coil systeem. Wat betreft de inbouwmaten van bovenstaande systemen is het precies omgekeerd. Het warmtewiel en platenwisselaar nemen meer plaats in dan twin-coil. Het twin-coil systeem heeft het voordeel dat het toevoerkanaal van de luchtbehandelingskast niet direct naast het afvoerkanaal van de lucht hoeft te worden geplaatst. Een ander voordeel is dat een twincoil systeem géén deeltjes (zoals micro-organismen en stof) van de afvoer- naar de toevoerlucht kan transporteren. Een warmtewiel heeft dit probleem wel. Download voor- en nadelen van 5 soorten warmteterugwinning.

Bronnen: Wikipedia http://nl.wikipedia.org/wiki/Warmtewisselaar http://nl.wikipedia.org/wiki/Warmteterugwinning http://nl.wikipedia.org/wiki/Platenwarmtewisselaar Horos [xyz-ihs snippet="newsletterbox"]